[发明专利]一种基于Microsoft Kinect的脑卒中患者上肢运动功能评定方法

说明书

本发明利用Microsoft Kinect 2.0的骨骼追踪技术和深度图像数据，结合基于Brunnstrom上肢运动功能评定表的卒中后患者功能评定技术，提供了一种即使康复医生和治疗师缺席的情况下，也能够判定卒中后偏瘫患者上肢运动功能恢复阶段的评定方法。该评定方法的具体流程包括：1）初始定义：建立人体空间坐标系，调用评定动作相关的关节点参数定义，并初始化各参数值、设置基本姿势的条件算法；2）动作执行：偏瘫患者在屏幕中文字、图像及声音的指导下执行评定动作；3）数据采集：利用安装在治疗室的Kinect摄像头获取患者人体关节点的三维坐标信息；4）数据分析：通过动作算法将评定动作分解，对获取到的关节点坐标按流程进行计算分析，判断患者动作执行的充分程度；5）结果统计：统计患者各项评定动作完成情况，确定患者上肢运动功能的恢复阶段。

技术领域

本发明涉及人机交互技术和康复评价技术领域，具体涉及一种基于MicrosoftKinect 2.0的脑卒中患者上肢运动功能恢复阶段的评定方法。

背景技术

我国脑卒中的发病率、患病率逐年上升，发病年龄呈下降趋势。同时伴随着医学的发展进步，脑卒中患者的死亡率逐步下降，造成残疾的比率和残疾的人数不断增加。减轻患者的功能障碍，帮助患者重新回归到家庭和社会需要康复治疗的介入。康复评定是康复治疗的基础，通过对脑卒中患者进行上肢运动功能评定，可以确定患者上肢的运动障碍程度、指导康复治疗项目和训练计划的制定。在一些经济发展相对落后的地区，康复专业人员的数量远不足以服务当地的残疾人，脑卒中患者常得不到及时、准确的功能评定，影响其后续的康复治疗。

当前国内针对脑卒中偏瘫患者的上肢运动功能评定，仍主要以康复治疗师主导的人工评定为主。在评定过程中，治疗师与患者的身体接触及他对患者心理状态的干扰，都会导致大脑运动计划的产生过程发生改变，最终影响患者在评定过程中的表现，造成评价结果的不准。同时，人工评定的主观性较强，在康复过程中常需要保证由同一位治疗师对患者进行评价。

MicrosoftKinect是一种体感设备，利用骨骼跟踪技术和基于环境的深度图像数据来实现对人体的跟踪，主要用于捕捉三维空间中患者的运动，获取患者执行评定动作过程中人体关节点的三维坐标信息。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种即使康复医生和治疗师缺席的情况下，也能够判定卒中后偏瘫患者上肢运动功能恢复阶段的评定方法。利用MicrosoftKinect 2.0获取患者执行评定动作时人体关节点的三维坐标信息，通过动作算法将评定动作分解，对获取到的关节点坐标按流程进行计算分析，判断患者动作执行的充分程度，最后统计患者各项评定动作的完成情况，确定患者上肢运动功能的恢复阶段。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于Microsoft Kinect 2.0的脑卒中患者上肢运动功能评定方法，包括以下步骤：

1）初始定义：建立人体空间坐标系，调用评定动作相关的关节点参数定义，并初始化各参数值、设置基本姿势的条件算法；

2）动作执行：偏瘫患者在屏幕中文字、图像及声音的指导下执行评定动作；

3）数据采集：利用安装在治疗室的Kinect摄像头获取患者人体关键点的三维坐标信息；

4）数据分析：通过动作算法将评定动作分解，对获取到的关节点坐标按流程进行计算分析，判断患者动作执行的充分程度；

5）结果统计：统计患者各项评定动作完成情况，确定患者上肢运动功能的恢复阶段。

进一步，所述步骤1）中建立人体空间坐标系：假设HEAD、NECK、SPINE SHOULDER、SPINE MID、SPINE BASE在一条直线上。以SPINE BASE骨骼坐标点为（0，0），左右方向为（X），上下方向为（Y），前后方向为（Z）。向右、向上和向前为正值，向左、向下和向后为负值。进一步，所述步骤1）评定动作相关的关节点参数定义，直接调用Microsoft Kinect 2.0系统自带的参数定义，具体为：